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霍金将公开承认其经典“黑洞悖论”错误(评论)


http://www.sciencehuman.com   科学人 网站 2004-07-17

 

  英国著名物理学家史蒂芬·霍金最近承认他20多年前提出的“黑洞悖论”是错误的,他的最新研究很可能会解决现代物理学有关黑洞信息的长期争论。

  1976年,霍金称自己通过计算得出结论:黑洞一旦形成,就开始向外辐射能量,最终黑洞将因为质量丧失殆尽而消失。这种辐射并不包含黑洞内部物质的信息,一旦黑洞消失,这些信息也就丧失了,这便是所谓的“黑洞悖论”。

  霍金的理论与量子物理学的理论背道而驰。量子物理学认为,类似黑洞这样质量巨大物体的信息是不可能完全丧失的。霍金对之解释说,黑洞巨大的万有引力场在某种程度上破坏了量子物理学的理论。

  《新科学家》网站14日报道说,霍金在坚持“黑洞悖论”近30年之后,向“第17届国际广义相对论和万有引力大会”组织者提出,他的最新研究将解决这个悖论,并要求出席21日将在爱尔兰举行的此次大会,公布自己的论文。

  据该网站报道,尽管霍金并未透露他的论文内容,但他此前曾在英国剑桥大学物理学研讨会上阐述了最新研究的细节。

  出席研讨会的黑洞物理学专家加里·吉本斯透露,霍金最新理论大体上是说黑洞在很长时间内持续辐射,最终会向外展开,将内部信息完全释放。吉本斯说,“霍金的最新研究很可能是对黑洞信息争论的一种解释,不过还要接受学术界的检验。”

  现年62岁的霍金是剑桥大学应用数学和理论物理系的终身教授,他曾提出一系列有关大爆炸和黑洞的理论,对量子物理作出了巨大贡献。他的理论尚未被证实,因而受到很多科学家的质疑。

  霍金21岁时患上了运动神经元疾病,19年前丧失了语言能力。他在轮椅上度过了大半岁月,全身只有三个手指能活动。凭借一台特殊的电脑语音合成器,他写出了《时间简史》和《果壳中的宇宙》两本畅销世界的科普读物,从他的视角揭示宇宙神秘的背景。(新华)

 

相关链接

霍金揭开黑洞各种猜测 并非无所不“吞”

  被称为当今在世的最伟大的科学家、现代爱因斯坦的英国物理学家斯蒂芬·霍金近日宣布,在经过数年的研究之后,自己已经揭开了有关黑洞的各种猜测和种种谜团,发现黑洞并不像他以及其他科学家以前所想象的那样“无所不吞”。

  这位世界上最著名的宇宙学家将于下周在都柏林召开的一个学术研讨会上公布他的最新研究成果。


一个中等体积的黑洞

  依据传统的物理学上的概念,黑洞指的是一种天体,它的引力场是如此之强,任何物质———从巨大的星体到星际尘埃等,一旦掉进去,就再不能逃出,就连光也不能“幸免于难”。

  霍金在经过长时间的研究之后发现,一些被黑洞吞没的物质随着时间的推移,慢慢地从黑洞中“流淌”出来。

黑洞既“破坏”也“建设”

  这一最新的有关黑洞的理论,解决了长时间以来困扰霍金和其他科学家有关这个宇宙中最神秘的物体的一个自相矛盾的问题,这也在整个科学家和霍金剑桥大学的同事中间引起了巨大的轰动。

  科学家们以前都普遍认为,黑洞是一个纯粹的破坏性的力量。但霍金现在认为,黑洞实际上在银河系的形成中起了非常重要的关键性作用。

30年后终于自圆其说

  1974年,霍金提出了著名的“霍金辐射射”学说,该学说是霍金对天体物理学作出的最大的贡献。

  霍金在该学说中指出,所有的黑洞都在放射出一种微小的放射物,而结果是,所有的黑洞将随着时间的推移慢慢地蒸发掉。

  但是,霍金的这一学说带来了一个自相矛盾的结论。

  霍金认为,他所指的“辐射”中并没有包含此前已经被黑洞“吞噬”掉的物质。当黑洞蒸发掉了之后,所有黑洞中的物质也随着消失掉了。

  但是根据量子力学所描述的微观粒子的运动规律,这种被黑洞“吞噬”掉的物质是不会简单消失的。

  30多年来,霍金试图以各种推测来解释这一自相矛盾的观点。他还曾提出,黑洞中有关量子力学的规律是不同的。但是,他的这一观点遭到了来自他的同事和其他国家科学家的质疑。

  如今,霍金终于给了这个当年自相矛盾观点一个更具有说服力的答案。

新成果意义重大

  15日,《新科学》杂志报道称,霍金博士将于下周在都柏林召开的学术研讨会上公布他最新的研究成果。

  尽管这一重大研究成果还没有公开以论文的形式发表,但是在两个月之前,霍金博士已经在英国剑桥大学的研讨会上透露了他的研究成果。

  霍金在剑桥大学的同事、著名的物理理论学家马尔科姆·佩里博士表示,霍金最新的研究成果将可以和30年前发表的“霍金辐射”相媲美。


霍金———轮椅上的天才

  斯蒂芬·霍金被称为当今在世的最伟大的科学家,现代的爱因斯坦。他在统一20世纪物理学的两大基础理论———爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论方面走出了重要一步。

  出生于英国牛津的霍金于1963年被诊断患有肌肉萎缩症,即运动神经病,从此终日要以轮椅代步。严重的疾病甚至剥夺了霍金的语言表达权利。然而,命运的残酷并没有阻止霍金对人类科学界的贡献。

  1988年,霍金的惊世之作《时间简史:从大爆炸到黑洞》正式发行。该书从研究黑洞出发,探索了宇宙的起源和归宿,被认为是人类科学史上里程碑式的佳作。

  分解图显示了大黑洞如何吞噬星体。一个像太阳般大小的星体(目标星体),在另一个星体的压迫下,被推到巨大的黑洞边缘。在强大的黑洞引力下,目标星体被撕扯、打碎,其中体积较小的碎片被黑洞吞噬,较大的碎片被抛回太空深处。

黑洞之谜

  根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。

  等恒星的半径缩小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。

  科学家们认为,宇宙中间存在着各种各样的黑洞,从紧紧只包含有一些像小山一样的物质的“迷你型”黑洞,到躺在银河系中间的“超级巨大型”黑洞。(大洋)

 

霍金再解宇宙难题 “黑洞”仍能释放信息

  世界理论物理学界泰斗斯蒂芬·霍金从研究宇宙黑洞开始探索宇宙起源问题。最近他又解决了这方面的理论难题。霍金的同事认为,这堪称是黑洞理论的一次重要逆转。英国《每日电讯报》15日报道说,霍金新理论认为,如果经过足够长的时间,黑洞吸入物质仍会“渗出”信息,人类能够根据这些信息判定被吸入物质的存在。

重要逆转

  霍金对英国广播公司(BBC)发表谈话说,在过去的30年间,他和其他一些科学家在黑洞看法上有错误,即认为黑洞只是吞噬物质,并不释放出任何信息。现在他认为黑洞不仅吞噬物质,还要释放出一些信息。他说,“30年来我一直思考这个问题,现在我相信找到了答案。”

  霍金两个月前在英国剑桥大学举办讲座时阐述了新理论,令许多同事感到兴奋。剑桥大学理论物理学家马尔科姆·佩里博士把霍金的新理论与30年前的“霍金辐射”理论相提并论。

  目前人们还不知道霍金“答案”的细节。但是他已经写信给将在下周于爱尔兰首都都伯林举行的一个学术会的组织者、德国波茨坦爱因斯坦研究所的库特勒,并且通告说,他将在这次会议上就黑洞问题发表演讲。库特勒说,虽然霍金在信中没有附加上论文,他们还是决定给霍金1个小时的演讲时间。到那时,人们就会知晓霍金关于黑洞的新看法了。

解决难题

  霍金对宇宙起源学的重要贡献之一是1975年发表的黑洞辐射理论。他认为黑洞会产生辐射,这些辐射因此得名“霍金辐射”。

  但霍金的理论存在一个缺陷。霍金认为黑洞辐射不包含以前吸入物质的相关信息,而且所有黑洞最终都会消亡。一旦黑洞消失,曾经存在的黑洞的相关信息都不可追寻。而根据量子理论,这种信息不可能就这样消弭于无形。量子理论描述宇宙中基本粒子运动,是对以牛顿力学为代表的经典物理学理论的逆转。

  过去30年来,霍金对这一矛盾的解释是:黑洞中量子运动是一种特殊情况。许多科学家对这一解释感到不满意。

宇宙黑洞

  黑洞是宇宙中质量极大、因而引力极强的区域。科学家过去认为,大到巨大星球的残骸,小到星际尘埃和气体,进入黑洞的一切光线或物质都会被吸入其中。科学家们过去曾认为黑洞的作用是纯粹破坏,但现在认为它们在星系形成过程中起了重要作用。

  宇宙科学家认为,宇宙黑洞的种类有很多,微型黑洞质量跟一座小山差不多,而位于星系中心的超级黑洞质量则极大。目前人类了解最多的是恒星黑洞,其成因是恒星坍塌时把多得超乎想像的物体挤压在一个极小的空间里。陈济朋青水

新闻链接

  斯蒂芬·霍金是英国剑桥大学应用数学和理论物理系终身教授、数学家、理论物理学家。

  1942年1月8日出生,在大学学习后期患“肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症”(运动神经元疾病),半身不遂。他克服种种困难,于1965年进入剑桥大学冈维尔和凯厄斯学院任研究员。

  1985年霍金丧失语言能力,表达思想的唯一工具是一台电脑声音合成器。

  1988年写成科普著作《时间简史》,至1995年10月发行量已超过2500万册,译成几十种语言。(北京晚报)

 

霍金宣称解开黑洞之谜 7月21日正式公布新理论


世界著名宇宙学家史蒂芬·霍金

  据《每日电讯报》报道,世界著名宇宙学家史蒂芬·霍金宣布,他已经解开了黑洞最大的谜团之一。这一宣布立即在天体物理学界引起了轰动。霍金将于7月21日的一次科学会议上正式公开他的黑洞新理论:黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样“完全吞食”。

  依据传统物理学的观点,黑洞将坠入其中的一切物体--无论是巨大的恒星残余还是 星际尘埃全部摧毁。然而,霍金教授的最新研究有了惊人的发现,他现在认为,被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在未来相当漫长的一段时间里慢慢释放出来。

  霍金关于黑洞的这一新理论解决了关于黑洞信息的一个似是而非的观点,他的剑桥大学的同行都兴奋不已。黑洞是太空里的某些区域,那里的引力大得惊人,包括光在内的一切东西都难以逃逸出来。所以,过去,宇宙学家一直认为,黑洞纯粹是一种破坏力量,现在霍金认为他以前的观点是错误的,他最新的研究发现,黑洞在星系形成过程中扮演了重要角色。

  宇宙学家相信,太空中有许多类型的黑洞,从质量相当于一座山的小黑洞,到位于星系中央的超级黑洞,不一而足。科学家研究得最多的是恒星黑洞,这类黑洞是恒星死亡后的密集残骸瘫塌形成的,将大得难以想像的物质集中到一个很小的空间里。它们的引力是如此之大,以至于将一切东西都吸到黑洞中。科学家过去认为,一旦其他的物质和光从黑洞边缘穿过,就会被吸进黑洞,再也逃不出来。

  1975年,霍金教授提出了“黑洞向外发出极少量辐射”理论,也就是众所周知的“霍金幅射”,为宇宙论做出了最重要的贡献。然而,他的理论也引出了一个似是而非的观点,因为霍金同时宣称,这些幅射不包含被吸进黑洞中的物质的任何信息,一旦黑洞完全蒸发,关于黑洞的所有信息也就随之消失了。

  可是,按照量子力学原理,这样的信息不可能轻易消失。所以近30年来,霍金一直试图解开这个谜团,他曾经试图这样自圆其说:量子力学的原则在黑洞内部是行不通的。然而,他的这种解释并不被他的许多同行所认可。

  现在,他提出了新理论:被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在某个时候释放出来。霍金将在7月21日在都柏林举行的关于广义相对论的会议上公开他的这一新理论。虽然他的新理论尚未正式出版,但两个月前他就在剑桥大学的一次研讨会上提了出来。他认为,过去宇宙学家普遍认为大型物体被吸进黑洞后几乎可以肯定将永远消失。现在看来,少量的信息可能会在数十亿年里一点点地释放出来。

  剑桥大学的理论物理学家、霍金教授的同事玛尔科尔姆·佩里将霍金的新理论的意义与他30年前宣布的“霍金辐射”相提并论。(新浪)

 

巴人论评

    按照霍金新的观点,黑洞就成了“黑晃晃”洞了。看来,有必要对“黑洞”重新下一个物理定义了。要么事实上“洞黑”,要么理论上“黑洞”。当然,既不“洞黑”也不“黑洞”的天体太多了。

    事实上,至今,科学家没有能够找到霍金的“黑洞”。(巴人)

 

 

 

   

 

 

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